何年も前から、素晴らしい伝統を持つチンパンジー一家は、特別な任務を遂行するために宇宙に送られる人類の代表者になりました。さて、チンパンジー一家の三代目であるハム三世（声：アンディ・サンバーグ）は、当然のことながら、家族の素晴らしい伝統を受け継ぐ新世代の宇宙パイロットに選ばれる。その理由は、59億元相当のNASAの宇宙探査機が広大な天の川の中で忽然と姿を消したからだ。調査には訓練された宇宙チンパンジーからなる新しいチームが必要だ。この宇宙チンパンジーチームには、ハムIIIのほかに、大胆で用心深い雌ゴリラのルナ（声：チェリー・ヘインズ）、屈強なタイタン（声：パトリック・ウォルバートン）もいる。 NASA での厳しく包括的な訓練を経て、「3 人」チームはついに宇宙への神秘的な旅に乗り出しました...